RO Membranasy 99,9% duzdan nädip ýüz öwürýär?

Ters osmoz membranasy (RO membranasy) tebigy osmotik prosese garşy durmagyň esasy ýörelgesinde işleýär. Ine, onuň iş mehanizmine çuňňur seljerme:

Tebigy Osmoz bilen Ters Osmozyň fiziki deňeşdirmesi

Tebigy Osmoz Fenomen, ýarym geçip bolýan membrananyň iki tarapynda (süýji suw we duzly suw ýaly) konsentrasiýa tapawudy bolanda, suw molekulalary pes konsentrasiýa tarapdan ýokary konsentrasiýa tarapyna iki tarapdaky konsentrasiýalar deňagramly bolýança öz-özünden akýar. Bu pursatda suwuk ýeriň beýiklik tapawudyndan emele gelen basyş osmotik basyşdyr.

Erginli erginiň osmotik basyşy: π = iCRT (bu ýerde men ergin molekulalarynyň elektrolizi netijesinde emele gelen ionlaryň sany; C erginleriň polýar konsentrasiýasy; R polýar gaz hemişelik; T mutlak temperatura.)
Mysal üçin, deňiz suwunyň osmotik basyşy 28 bar ýaly bolup, suw akymyny tersleşdirmek üçin has uly basyş talap edýär.

Ters Osmozyň "Pressokary basyşly garşy akym" duzly tarapa basyş edýär (> osmotik basyş) suw molekulalaryny tersine akmaga mejbur edýär, "duzly suw → arassa suwdan" ters konsentrasiýa gradient göçmegini gazanýar.

Ters osmoz wagtynda, çözüjiniň osmotik tizligi, ýagny suwuk akym energiýasy N: N = Kh (Δp-Δπ) (bu ýerde K temperatura bilen birneme ýokarlanýan gidrawliki geçirijilik koeffisiýenti; Δp membrananyň üstündäki statiki basyş tapawudy; Δπ membrananyň üstündäki osmotik basyş tapawudy).

Bu nokatda: Arassa suw tarapynda: Geçýän suw molekulalaryny ýygnamak (konsentrirlenen suw tarapynda): Duz, agyr metallar we beýleki hapalar (konsentrat) saklamak.

Membrananyň gurluşynyň aşa takyklygy

Sandwiç gurluşy:

Goldaw gatlagy: Dokalan däl mata (galyňlygy ≈ 120 μm) - ýokary basyşa çydamly "polat çarçuwa".

Gözenekli gatlak: Polisulfon materialy (gözenegiň ululygy 0.01-0.1 μm) - palçyk, gum we pos kesýän "goragyň birinji hatary".

Işjeň gatlak: Poliamid filmi (galyňlygy ≈ 200 nm) - gözenegiň ululygy bary-ýogy 0,1-1 nm (water suw molekulalarynyň iki essesi) hakyky "molekulýar emin".

Deňeşdirme maglumatlary:

Wirusyň diametri (0.02-0.3 μm)> Membrananyň gözenegiň ululygy 3000 gezek.

Bakteriýalaryň ululygy (0,5-5 μm)> Membrananyň gözenegiň ululygy 5000 gezek.

Klassiki model teoriýasy

• Çözgüt-diffuziýa modeli

Esasy çaklama: Membrana gözeneksiz birmeňzeş gurluş bolup, ergin we erginçi membrananyň materialyna we diffuziýasyna eremek arkaly geçirilýär.

Geçiriş prosesi:

Eremesi: Suw molekulalary we membrananyň üstündäki adsorblary çözýär we membrananyň materialyna erär;
Diffuziýa: Himiki potensial gradientiň (basyş tapawudy) hereketlendiriji güýji astynda suw molekulalary membrananyň üsti bilen has ýaýraýar;

Desorpsiýa: Membrananyň beýleki tarapynda arassa suw ýaly goýberilýär.

Matematiki aňlatma: Suw akymy Jw = A (ΔP - Dp), bu ýerde A membrananyň geçirijilik koeffisiýenti, D.P ulanylýan basyşdyr we Dp osmotik basyş tapawudydyr.

• Iň artykmaç adsorbsion-kapilýar akym modeli

Esasy çaklama: Membrananyň üstünde nanoskale kanallary bar, olar suw molekulalaryny "baglanan suw" monolaýerini emele getirýär, erginler bolsa yzyna gaýtarylýar.

Geçiriş mehanizmi:

Saýlanan adsorbsiýa: Membrananyň üstü suw molekulalaryny wodorod baglanyşyklary arkaly saýlaýar (mysal üçin, sellýuloza asetatda karbonil kislorody);

Kanal transporty: pressureokary basyş astynda baglanan suw kanallardan "wodorod baglanyşygynyň bökmegi" arkaly geçýär, ululyklaryň aýrylmagy sebäpli erginler saklanýar.

Çykyş:

Duzdan ýüz öwürmek derejesi: 98% -99,9% (süýjedilenden soň TDS

Agyr metallary aýyrmagyň derejesi:> 99,9% (gurşun, arsen we ş.m.).

Esasy täsir ediji faktorlar

Işleýiş basyşy
> Osmotik basyş çözgüdi, adatça senagat önümleri (süýjediji) üçin 60-80 bar, öý hojalygy üçin 2-4 bar bolmaly.

Temperatura: 5-45 ℃ (ýokary temperatura membrananyň gözenekleriniň deformasiýasyna sebäp bolýar)

pH diapazony: 4-11 (poliamid membranasy), 5-6 (sellýuloza asetat membranasy).

Hapalaýjylaryň görnüşi

Organiki däl masştab (mysal üçin, CaCO)₃): PH = 2-de limon kislotasynyň arassalanmagyny talap edýär

Biologiki hapalanma (mysal üçin, bakteriýa filmleri): DBNPA sanitizatory bilen bejerilýär.

Programma ssenarileri we membrananyň görnüşini saýlamak

Deňiz suwuny süýjediji Poliamid birleşýän membranasy (TFC) pressureokary basyşa garşylyk (＞60 bar), süýjediji derejesi 99%

Öý suwuny arassalamak Spiral birleşýän membrana Pes basyşly iş (2-4 bar), energiýa tygşytlamak 30%.

Senagat arassa suwy (elektron çipler) Ultra pes basyşly birleşýän membrana Önümiň suw çydamlylygy 18 MΩ · sm.